(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有価証券類の検査のために構成されるセンサ(１００)を作製する方法において、
・複数の光源座(１１)がその上に設けられる光源支持手段(１０)であって、前記複数の光源座(１１)のそれぞれは光源(１５)を支持するために構成されるものである光源支持手段(１０)、
・複数のマイクロレンズ(２１)を有するマイクロレンズアレイ(２０)であって、それによって、前記複数の光源座(１１)のそれぞれが前記複数のマイクロレンズ(２１)の内の正確に１つと対応付けられるように、前記光源支持手段(１０)と、互いに対して配置することができるマイクロレンズアレイ(２０)、
・結像光学系(２５)、及び
・検出ユニット(３０)、
を備える、センサプラットフォーム(７０)を提供する工程、
照明ユニット(５０)を、
・前記光源支持手段(１０)に光源(１５)を装着する工程であって、前記光源支持手段(１０)の前記複数の光源座(１１)の内のいくつかにはそれぞれ正確に１つの前記光源(１５)が配置され、前記光源(１５)の内の少なくとも２つの発光スペクトルが相異なるものである工程と、
・前記マイクロレンズアレイ(２０)と、前記光源(１５)が装着された、前記光源支持手段(１０)を、前記光源(１５)のそれぞれが前記マイクロレンズアレイ(２０)の前記複数のマイクロレンズ(２１)の内の正確に１つと対応付けられるように、互いに対して配置する工程と、
によって形成する工程、
前記照明ユニット(５０)と前記結像光学系(２５)を、前記センサ(１００)の動作時に、前記照明ユニット(５０)によって放射される光が前記センサ(１００)によって検査されるべき有価証券類(１)上に前記結像光学系(２５)により結像され得るように配置する工程、
前記検出ユニット(３０)を、前記センサ(１００)の動作時に、前記照明ユニット(５０)によって照明された前記有価証券類(１)から発せられる検出光を前記検出ユニット(３０)が検出できるように配置する工程、及び
前記光源(１５)を駆動するために構成された制御ユニット(６０)を前記センサ(１００)に付与し、前記有価証券類(１)を相異なる発光スペクトルによって次々に照明できるように、前記照明ユニット(５０)の前記光源(１５)のオン／オフを次々に切り換えるために前記制御ユニット(６０)を構成する工程
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
有価証券類の検査のために構成されるセンサ(１００)を作製する方法において、
・複数の光源座(１１)がその上に設けられる光源支持手段(１０)であって、前記複数の光源座(１１)のそれぞれは光源(１５)を支持するために構成されるものである光源支持手段(１０)、
・複数のマイクロレンズ(２１)を有するマイクロレンズアレイ(２０)であって、それによって、前記複数の光源座(１１)のそれぞれが前記複数のマイクロレンズ(２１)の内の正確に１つと対応付けられるように、前記光源支持手段(１０)と、互いに対して配置することができるマイクロレンズアレイ(２０)、
・結像光学系(２５)、及び
・検出ユニット(３０)、
を備える、センサプラットフォーム(７０)を提供する工程、
照明ユニット(５０)を、
・前記光源支持手段(１０)に光源(１５)を装着する工程であって、前記光源支持手段(１０)の前記複数の光源座(１１)の内のいくつかにはそれぞれ正確に１つの前記光源(１５)が配置され、前記光源(１５)の内の少なくとも２つの発光スペクトルが相異なるものである工程と、
・前記マイクロレンズアレイ(２０)と、前記光源(１５)が装着された、前記光源支持手段(１０)を、前記光源(１５)のそれぞれが前記マイクロレンズアレイ(２０)の前記複数のマイクロレンズ(２１)の内の正確に１つと対応付けられるように、互いに対して配置する工程と、
によって形成する工程、
前記照明ユニット(５０)と前記結像光学系(２５)を、前記センサ(１００)の動作時に、前記照明ユニット(５０)によって放射される光が前記センサ(１００)によって検査されるべき有価証券類(１)上に前記結像光学系(２５)により結像され得るように配置する工程、及び
前記検出ユニット(３０)を、前記センサ(１００)の動作時に、前記照明ユニット(５０)によって照明された前記有価証券類(１)から発せられる検出光を前記検出ユニット(３０)が検出できるように配置する工程、
を含み、
有価証券類を検査するための相異なるセンサが、同じ前記センサプラットフォーム(７０)から作製されることを特徴とする方法。
【請求項３】
前記照明ユニット(５０)の形成工程において、前記光源(１５)が装着された前記光源支持手段(１０)と前記マイクロレンズアレイ(２０)が相互に結合されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
有価証券類を検査するためのセンサ(１００)において、
照明ユニット(５０)であって、
・それぞれの発光スペクトルが相異なる、少なくとも２つの光源(１５)と、
・それぞれが前記光源(１５)の内の１つを支持するために構成された、複数の光源座(１１)がその上に設けられる光源支持手段(１０)であって、前記光源座(１１)のいくつかにおいて、それぞれに前記光源(１５)の内の１つが正確に配置される光源支持手段(１０)と、
・複数のマイクロレンズ(２１)を有するマイクロレンズアレイ(２０)であって、前記マイクロレンズアレイ(２０)及び前記光源支持手段(１０)は、前記光源支持手段(１０)上に配置された前記光源(１５)のそれぞれが前記複数のマイクロレンズ(２１)の内の正確に１つと対応付けられ、よって前記光源(１５)のそれぞれの発光光が前記光源(１５)と対応付けられた前記マイクロレンズ(２１)によって集光されるように、互いに対して配置されるものであるマイクロレンズアレイ(２０)と、
を有する照明ユニット(５０)、
前記照明ユニット(５０)によって放射される光を、前記センサ(１００)の動作時に、前記センサ(１００)によって捕捉されるべき有価証券類(１)上に結像させることができる、結像光学系(２５)、
前記センサ(１００)の動作時に、前記照明ユニット(５０)によって照明された前記有価証券類(１)から発せられる検出光を検出するために構成された検出ユニット(３０)、及び
前記有価証券類(１)を相異なる発光スペクトルによって次々に照明するために前記照明ユニット(５０)の前記光源(１５)のオン／オフを次々に切り換えるように適合された制御ユニット(６０)
を備えることを特徴とするセンサ(１００)。
【請求項５】
有価証券類を検査するためのセンサ(１００)において、
照明ユニット(５０)であって、
・それぞれの発光スペクトルが相異なる、少なくとも２つの光源(１５)と、
・それぞれが前記光源(１５)の内の１つを支持するために構成された、複数の光源座(１１)がその上に設けられる光源支持手段(１０)であって、前記光源座(１１)のいくつかにおいて、それぞれに前記光源(１５)の内の１つが正確に配置される光源支持手段(１０)と、
・複数のマイクロレンズ(２１)を有するマイクロレンズアレイ(２０)であって、前記マイクロレンズアレイ(２０)及び前記光源支持手段(１０)は、前記光源支持手段(１０)上に配置された前記光源(１５)のそれぞれが前記複数のマイクロレンズ(２１)の内の正確に１つと対応付けられ、よって前記光源(１５)のそれぞれの発光光が前記光源(１５)と対応付けられた前記マイクロレンズ(２１)によって集光されるように、互いに対して配置されるものであるマイクロレンズアレイ(２０)と、
を有する照明ユニット(５０)、
前記照明ユニット(５０)によって放射される光を、前記センサ(１００)の動作時に、前記センサ(１００)によって捕捉されるべき有価証券類(１)上に結像させることができる、結像光学系(２５)、及び
前記センサ(１００)の動作時に、前記照明ユニット(５０)によって照明された前記有価証券類(１)から発せられる検出光を検出するために構成された検出ユニット(３０)、
を備え、
当該センサ(１００)が、前記センサ(１００)の動作時に、前記有価証券類(１)から発せられる光のスペクトル強度分布を捕捉するためにオン／オフが次々に切り換えられる、複数の相異なる光源(１５)を備えていることを特徴とするセンサ(１００)。
【請求項６】
前記マイクロレンズアレイ(２０)が、前記マイクロレンズアレイ(２０)を前記光源支持手段(１０)に結合するための結合手段(２２)を有することを特徴とする請求項４または５に記載のセンサ(１００)。
【請求項７】
前記マイクロレンズアレイ(２０)が一体構造体として構成されることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載のセンサ(１００)。
【請求項８】
前記光源座(１１)のそれぞれがチップ形光源(１５)を支持するために構成されることを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載のセンサ(１００)。
【請求項９】
少なくとも１つの第１のタイプのセンサ(１００Ａ)及び少なくとも１つの第２のタイプのセンサ(１００Ｂ)を含むセンサファミリーであって、
前記少なくとも１つの第１のタイプのセンサ(１００Ａ)及び前記少なくとも１つの第２のタイプのセンサ(１００Ｂ)がそれぞれ、
照明ユニット(５０)であって、
・それぞれの発光スペクトルが相異なる、少なくとも２つの光源(１５)と、
・それぞれが前記光源(１５)の内の１つを支持するために構成された、複数の光源座(１１)がその上に設けられる光源支持手段(１０)であって、前記光源座(１１)のいくつかにおいて、それぞれに前記光源(１５)の内の１つが正確に配置される光源支持手段(１０)と、
・複数のマイクロレンズ(２１)を有するマイクロレンズアレイ(２０)であって、前記マイクロレンズアレイ(２０)及び前記光源支持手段(１０)は、前記光源支持手段(１０)上に配置された前記光源(１５)のそれぞれが前記複数のマイクロレンズ(２１)の内の正確に１つと対応付けられ、よって前記光源(１５)のそれぞれの発光光が前記光源(１５)と対応付けられた前記マイクロレンズ(２１)によって集光されるように、互いに対して配置されるものであるマイクロレンズアレイ(２０)と、
を有する照明ユニット(５０)、
前記照明ユニット(５０)によって放射される光を、前記センサ(１００)の動作時に、前記センサ(１００)によって捕捉されるべき有価証券類(１)上に結像させることができる、結像光学系(２５)、及び
前記センサ(１００)の動作時に、前記照明ユニット(５０)によって照明された前記有価証券類(１)から発せられる検出光を検出するために構成された検出ユニット(３０)、
を備え、
前記少なくとも１つの第１のタイプのセンサ(１００Ａ)がいくつかの第１の発光スペクトルを用いる照射によって有価証券類を検査するために構成され、前記少なくとも１つの第２のタイプのセンサ(１００Ｂ)が、少なくとも１つが前記第１の発光スペクトルとは異なる、いくつかの第２の発光スペクトルを用いる照射によって有価証券類を検査するために構成されることを特徴とするセンサファミリー。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの第１のタイプのセンサ(１００Ａ)及び前記少なくとも１つの第２のタイプのセンサ(１００Ｂ)が、同じマイクロレンズアレイ(２０)及び／または同じ光源支持手段(１０)及び／または同じ結像光学系(２５)及び／または同じ検出ユニット(３０)を有することを特徴とする請求項９に記載のセンサファミリー。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの第１のタイプのセンサ(１００Ａ)及び前記少なくとも１つの第２のタイプのセンサ(１００Ｂ)が同じセンサプラットフォーム(７０)からの作製が可能であり、前記同じセンサプラットフォーム(７０)が少なくとも、同じ光源支持手段(１０)、同じマイクロレンズアレイ(２０)、同じ結像光学系(２５)及び同じ検出ユニット(３０)を有することを特徴とする請求項９または１０に記載のセンサファミリー。
【請求項１２】
前記第１のタイプのセンサ(１００Ａ)及び前記第２のタイプのセンサ(１００Ｂ)に同じ発光スペクトルの組合せを有する複数の光源(１５)が装備され、前記第１のタイプのセンサ(１００Ａ)が、前記有価証券類を検査するために前記複数の光源(１５)のうちの第１のサブセット（Ａ）の前記光源（１５）を用い、前記第２のタイプのセンサ(１００Ｂ)が、前記有価証券類を検査するために、前記複数の光源(１５)のうちの、前記第１のサブセット（Ａ）とは異なる第２のサブセット(Ｂ)の前記光源(１５)を用いることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のセンサファミリー。
【請求項１３】
前記第１のタイプのセンサ(１００Ａ)に第１の発光スペクトルの組合せを有する光源(１５Ａ)が装備され、前記第２のタイプのセンサ(１００Ｂ)に、前記第１の発光スペクトルの組合せとは異なる、第２の発光スペクトルの組合せを有する光源(１５Ｂ)が装備されることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のセンサファミリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有価証券類を検査するためのセンサ及びセンサプラットフォームからセンサを作製する方法に関し、同じセンサプラットフォームから作製された少なくとも２つのセンサを含むセンサファミリーにも関する。
【背景技術】
【０００２】
有価証券類を検査するため、有価証券類のタイプがそれを用いて決定される、及び／または有価証券類が正統性及び／または状態についてそれを用いて検査される、センサが通常用いられる。そのようなセンサは、例えば、銀行券、小切手、身分証明書、クレジットカード、デビットカード、乗車券／入場券、バウチャー等のような、有価証券類を検査するために用いられる。有価証券類の検査は、検査されるべき有価証券類の特性に応じて、１つないしいくつかの相異なるセンサが収められている、有価証券類精査のための装置内で実施される。検査時に、有価証券類は通常、１本ないし数本のトラックでスキャンされ、センサ及び有価証券類は互いに対して移動される。
【０００３】
有価証券類は、有価証券類で反射される光を捕捉する光センサを用いて検査されることが多い。従来の光センサは、例えばスペクトル分解能並びにセンサによって捕捉され得るスペクトル領域の位置及び幅のような、センサの開発時に定められるセンサのスペクトル特性に制約されていた。そのような光センサを相異なる要件、例えば相異なるスペクトル領域または相異なるスペクトル分解能に適合させるには、センサの光コンポーネントの基本的変更が必要である。それぞれが検出器の前面に配置された相異なるカラーフィルタによってスペクトル選択が実施される光センサでは、例えば、捕捉し得るスペクトル領域を変えるためにはカラーフィルタの交換が必要になるであろう。そのようなセンサにおいてスペクトル分解能を高めるためには、追加の検出器を異なるカラーフィルタとともに、センサに配備しなければならないであろう。しかし、センサハウジング内のスペースは限られているから、通常これはほとんど不可能である。
【０００４】
それぞれの光が共通の光ガイドを通して有価証券類上に向けられる、色が相異なるいくつかの光源を用いることで有価証券類を照明することも知られている。しかし、センサとセンサ下を送られる有価証券類の間の相対運動のため、光ガイドとセンサの間に最小距離が必要である。光は光ガイドから出た後に発散するため、この最小距離の結果、有価証券類上の照明領域が比較的大きくなり、したがって照明強度が低下する。よって、有価証券類の光学特性が空間的に制限された領域で捕捉されなければならない場合、そのような照明は好ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、有価証券類を検査するためのセンサのためのセンサプラットフォーム−このプラットフォームから空間的に制限された領域における有価証券類の光特性を相異なるスペクトル要件に対して捕捉するための相異なるセンサを単純な態様で作製することができる−提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は独立特許請求項の主題によって達成される。独立請求項に従属する請求項には本発明の有利な発展形態及び実施形態が述べられている。
【０００７】
センサは有価証券類を検査するために構成され、センサにより検査されるべき有価証券類を照明するための照明ユニット、結像光学系及び検出ユニットを備える。照明ユニットによって放射される光は、結像光学系を介して、センサにより検査されるべき有価証券類上に結像させることができる。検出ユニットは、センサの動作時に、検査されるべき有価証券類が照明ユニットにより照明されたときに有価証券類から発せられる検出光を検出するために構成される。
【０００８】
照明ユニットは複数の光源座がその上に設けられる光源支持手段を有し、複数の光源座のそれぞれは光源を支持するため、特にチップ形光源を支持するために構成される。光源支持手段の光源座のいくつかにおいて、それぞれに正確に１つの光源が配置される。光源座は光源支持手段上に並行して配置され、例えば、それぞれに正確に１つの光源が支持される複数の単独凹所によって定められる。光源はチップ形構成であり、凹所は１つのチップ形光源がその中にそれぞれ挿入され得るように構成されることが好ましい。しかし、光源座は、光源支持手段が有することができ、チップ形光源を支持するために構成された、凸所によって、及び／または電気コンタクト領域によって、定めることもできる。マイクロレンズと光源座に配置される光源の間の１対１関係を得るため、マイクロレンズアレイ内のマイクロレンズの配置と光源支持手段上の光源座の配置は同じである。
【０００９】
光源支持手段上に配置される光源の内の少なくとも２つは、相異なる発光スペクトルを有する。これは、光源の内の少なくとも１つが、光源支持手段上に配置される別の光源の発光スペクトルのピークと比較して、そのピークが異なる波長にある発光スペクトルを有することを意味する。例えば、それぞれの光源はある波長において輝線を発するために構成される。照明ユニットは複数の相異なる光源、すなわち、それぞれの強度ピークが相異なる波長にある、相異なる発光スペクトルをそれぞれが有する複数の光源を有することが好ましい。詳しくは、発光スペクトルが可視スペクトル領域にある複数の光源、及び／または発光スペクトルが赤外スペクトル領域にある複数の光源、及び／または発光スペクトルが紫外領域にある複数の光源が、光源支持手段上に配置されている。光源としては、光放射ダイオード、例えば発光ダイオード(ＬＥＤ)、特に半導体発光ダイオードまたは有機発光ダイオード(ＯＬＥＤ)、及び／またはレーザダイオード、特に縦型共振器表面発光レーザ(ＶＣＳＥＬ)が用いられることが好ましい。
【００１０】
さらに、センサの照明ユニットは複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイを有する。マイクロレンズアレイと光源支持手段は、光源支持手段上に配置された光源のそれぞれがマイクロレンズアレイの正確に１つのマイクロレンズと対応付けられるように、互いに対して配置される。したがって、センサの動作時に、光源のそれぞれの発光光はマイクロレンズアレイの正確に１つのマイクロレンズによって集光される。これらのマイクロレンズのそれぞれは、そのような動作において、光源の内の正確に１つの発光光だけを集光する。それぞれの光源に対応するマイクロレンズによって、光源のそれぞれの発光光が高効率で集光される。
【００１１】
マイクロレンズは光源支持手段上に光源座が配置される格子と同じ一次元または二次元の格子のマイクロレンズアレイに配置されることが好ましい。詳しくは、マイクロレンズアレイは一体構造体として構成されることが好ましく、マイクロレンズアレイ、特に一体構造体の、一体部分である結合手段を有することが好ましい。光源支持手段はマイクロレンズアレイの結合手段に整合する対向構造を有する。マイクロレンズアレイの結合手段は、例えば、結合ピンとして、または光源支持手段上に設けられた結合ピンを受け入れるための結合孔として、構成される。詳しくは、マイクロレンズアレイの全マイクロレンズは相互に共面態様で配置される。マイクロレンズアレイの全マイクロレンズは、光源支持手段上の光源の配置におこり得る最大ばらつきをカバーするため、全く同じに構成されることが好ましい。詳しくは、この目的のため、全マイクロレンズは同じ形状及び／または同じ焦点距離を有する。あるいは、マイクロレンズアレイのいくつかのマイクロレンズは残りのマイクロレンズとは異なる形状及び／または焦点距離を有することもできる。したがって、例えば、それぞれのマイクロレンズが対応し、その集光のためにそれぞれのマイクロレンズが備えられる、光源の光学特性へのマイクロレンズの個別の適合化を得ることができるであろう。
【００１２】
マイクロレンズの使用の結果、それぞれの光源に対して単レンズが用いられる照明ユニットに比較して大きな利点が得られる。単レンズが使用される場合、単レンズのそれぞれに対して個別のマウントが設けられ、単レンズの結合時に光源に対する正確な位置決めが保証されなければならないであろう。そのようにする場合、引き続いて、単レンズの正確な位置及び／または方位の調節がなされなければならない。対照的に、それぞれの光源に対して正確に１つのマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイを使用すれば、１回の正確な位置決めで十分である。この位置決めは、光源支持手段の対応する対向構造に連結される、マイクロレンズアレイの結合手段によって実施することができる。したがって、センサの作製は、極めて簡単に、また無調節で、実施することができる。個別に取り付けられなければならず、その配置には必ず隙間が残る、単レンズを含む対応する照明ユニットの実現に比較して、マイクロレンズアレイにはさらに、個々のマイクロレンズ間に隙間が全く無いか、または最小限の隙間しかない。マイクロレンズは一体構造体として構成されるから、マイクロレンズは相互に直接に移ることができる。したがって、マイクロレンズにより、準覆域集光を得ることができる。したがって、マイクロレンズにより、高集光効率を有し、非常に小型の、照明ユニットを形成することができる。
【００１３】
センサはさらに、光源のそれぞれからの発光光を、それぞれのマイクロレンズを通過した後、センサによって検査されるべき有価証券類上に結像させるために構成された、結像光学系を有する。マイクロレンズと結像光学系は、光源のそれぞれの発光光がそれぞれに付帯するマイクロレンズ及び結像光学系により、センサによって捕捉されるべき、有価証券類上に結像され得るように、互いに対して配置される。結像光学系は、照明光を有価証券類上に結像させる、１つないしいくつかの反射光学素子及び／または回折光学素子を有することが好ましい。結像光学系は結像レンズとして構成されることが好ましい。照明ユニットの相異なる光源により放射される光を、大部分は、有価証券類の同じ照明領域上に結像させるため、結像光学系は、結像光学系の正確にまたはほぼ焦点に有価証券類の照明領域があるように配置されることが好ましい。したがって、有価証券類を相異なる光源で照明するにもかかわらず、検査されるべき有価証券類の同じ領域の照明及び検出ユニットによる検出を常に達成することができる。
【００１４】
結合光学系は、マイクロレンズアレイの有価証券類に対面する側に配置される。結像光学系は光源のそれぞれの発光光を、それぞれのマイクロレンズを通過した後、センサによって検査されるべき有価証券類上に結像させるために構成される。照明ユニットによって放射される光は定められた光路を通して測定面すなわち有価証券類の照明領域上に結像光学系によって結像される。有価証券類上への照明光の結像が行われるから、有価証券類の照明領域は明確に定められ、空間的に限定される。これにより、光源による有価証券類の(光源と有価証券類の間に光学素子がない)直接照明と比較して、また、光が結像されず、定められた光路なしに光ガイドにより有価証券類上に光が導かれる、(結像光学系を含まない)単純な光ガイド光学系と比較して、利点が得られる。
【００１５】
センサには、有価証券類を相異なる発光スペクトルで次々に照明するため、照明ユニットの光源のオン／オフを次々に反復して切り換えるように適合された制御ユニットが備えられている。制御ユニットはセンサの一部として構成することができるが、外部制御ユニットとして、例えばセンサが装備される有価証券類精査のための装置の一部として、構成することもできる。制御ユニットは、センサの照明ユニット、特に光源、及びセンサの検出ユニットを駆動するように適合される。センサの動作時に、制御ユニットは、例えばどの時点においても光源の正確に１つだけがオンに切り換えられるように、光源のオン／オフを順次に反復して切り換える。しかし、一度にまたは幾度かに、光源の内のいくつかを、例えば発光スペクトルが同じいくつかの光源を、同時に切り換えることもできる。このようにすれば、有価証券類は相異なる光源の相異なる発光スペクトルによって次々に照明される。さらに、制御ユニットは、光源のオン切換え段階中、有価証券類から発せられる光の強度に対応する１つの測定値を検出ユニットにそれぞれ捕捉させる。検出ユニットはそれぞれ光源による照明と同期して１つの測定値を検知するから、有価証券類から発せられる光の強度は、光源の発光光によってあらかじめ定められるそれぞれの波長に対して検出される。センサは、動作時に、有価証券類から発せられる光のスペクトル強度分布を捕捉するため、オン／オフが次々に切り換えられる複数の相異なる光源を有することが好ましい。
【００１６】
検出ユニットは、照明ユニットの光源のそれぞれの発光光が検出ユニットによって検出可能であるようにスペクトルに対して広帯域である、スペクトル感度を有することが好ましい。詳しくは、少なくとも可視光及び／または赤外光及び／または紫外光が検出ユニットによって検出可能である。検出ユニットによって検知された測定値は続いて、センサの一部とすることができる評価ユニットによって評価され、あるいは外部評価ユニットによっても評価される。測定値の少なくとも前処理が、センサにより、詳しくはセンサの内部評価ユニットにより、既に行われていることが好ましい。さらなる評価は同様に、内部評価ユニットにより、あるいはセンサが装備されている装置の中央評価ユニットにより、実施することができる。反射光を検出するため、センサはいくつかの同等の検出ユニットを、例えばより広い角度範囲にわたって反射光を捕捉するために、備えることもできる。センサはいくつかの相異なる検出ユニットを、例えばセンサが捕捉できるスペクトル領域を拡張するために、備えることもできる。そのような相異なる検出ユニットは並行して、あるいは縦列で、例えばサンドイッチ構造の形態で、配置することができる。
【００１７】
本発明はさらに、有価証券類を検査するためのセンサを作製するための、製作されるべきセンサをわずかな労力で様々なスペクトル要件に調整することができる、方法を示す。
【００１８】
センサはセンサプラットフォームから作製される。センサプラットフォームは少なくとも、上述した、複数の光源座を有する光源支持手段、結像光学系及び検出ユニットを備える。照明ユニットを形成するため、光源支持手段に光源が装着され、よって、光源座のいくつかに、それぞれ正確に１つの光源が配置される。少なくとも２つの光源、好ましくは多数の光源が、相異なる発光スペクトルを有する。照明ユニットの形成のため、続いて、マイクロレンズアレイと光源支持手段が、光源支持手段上に配置された光源のそれぞれに正確に１つのマイクロレンズが対応するように、またセンサの動作時に光源のそれぞれの発光光がマイクロレンズアレイの正確の１つのマイクロレンズによって集光されるように、互いに対して配置される。マイクロレンズアレイと光源支持手段は、そのようにする場合に、相互に結合されることが好ましい。センサを作製するため、さらに結像光学系が、光源座に支持された光源のそれぞれの発光光が、それぞれのマイクロレンズを通過した後に、検査されるべき有価証券類上に結像光学系によって結像され得るように配置される。さらに、センサを作製するため、照明ユニット、結像光学系及び検出ユニットが、センサの動作時に、照明ユニットによって照明された有価証券類から発せられる検出光を検出ユニットが検出できるように互いに対して配置される。
【００１９】
センサの構成時に、照明シーケンスが定められ、特に、有価証券類を照明するためにどの光源のオン／オフ切換えを行うかが定められる。そのようにする場合、センサの動作時に、照明ユニットの光源のオン／オフ切換えが次々に行われ、よって有価証券類が次々に異なる発光スペクトルによって照明され得るように制御ユニットが構成される。センサに備えられる制御ユニットはセンサの作製時に既に構成しておくことができる。しかし、センサの完成後にしか制御ユニットの構成が行われない態様が提供され得る。さらに、センサが動作に入った後にも制御ユニットの構成が変更可能である態様が提供され得る。そのような動作に入った後の構成は、例えば、センサの製造業者によるか、またはセンサが装備されている装置の操作担当者により、実施され得る。再構成時に、例えば測定のためにオン／オフ切換えが行われる光源の数が変更される場合に、検出ユニットの動作を照明ユニットの動作に適合させることが必要になり得る。再構成時には、例えば測定のために異なる光源が用いられる場合には、検知された測定値の評価に用いられる評価ユニットも変更された制御ユニットの構成に適合されなければならない。
【００２０】
センサは、有価証券類の全領域検査のためには構成されず、有価証券類上の１本ないし数本のトラックにおいて有価証券類を検査するために構成される。数本のトラックにおいて検査する場合、センサで検査されない有価証券類領域がトラック間のそれぞれに配置される。有価証券類を検査するために照明される領域は、有価証券類の搬送方向に沿って、相互に平行に、延びるトラックを形成する。トラックは有価証券類上に離散態様で分布する。トラックのそれぞれに対し、少なくとも、上述にしたがう照明ユニット、結像光学系及び検出ユニットが備えられる。照明シーケンスは、有価証券類がトラックのそれぞれに沿って準連続的に検査されるように高速で相互に続けられることが好ましい。
【００２１】
必要に応じて、有価証券類から発せられる検出光を集光して感光性領域に向ける検出光学系を検出ユニットの前面に配置することができる。検出光学系は、例えば、反射光学素子または回折光学素子によるか、あるいはミラーにより、実現することができる。センサはさらに、内部に照明ユニット、結像光学系及び検出ユニットが配置され、必要に応じて制御ユニット及び検出光学系も配置される、ハウジングを有する。
【００２２】
センサは、光源支持手段、マイクロレンズアレイ、結像光学系及び検出ユニットによって形成される、センサプラットフォームから作製される。必要に応じて、センサプラットフォームはハウジング内部またはハウジング外部に配置することができる制御ユニットも備える。必要に応じて、センサプラットフォームはハウジング及び／または検出光学系も備えることができる。しかし、センサはハウジング無し及び／または検出光学系無しでも実現することができる。光源支持手段に装着される光源の選択に依存して、相異なるセンサをセンサプラットフォームから作製することができる。作製されるセンサにより満たされるべきスペクトル要件に依存して、いくつかの第１の発光スペクトルを用いる照明により有価証券類を検査するために構成される第１のタイプのセンサ、または、少なくとも１つが第１の発光スペクトルとは異なる、いくつかの第２の発光スペクトルを用いる照明により有価証券類を検査するために構成される第２のタイプのセンサを、同じセンサプラットフォームから作製することができる。
【００２３】
本発明はさらに、相異なるが同じセンサプラットフォームから作製できる、有価証券類を検査するためのいくつかのセンサで形成されるセンサファミリーに関する。センサファミリーは、複数の第１の発光スペクトルを用いる照明により有価証券類を検査するために構成される少なくとも１つの第１のタイプのセンサ及び、少なくとも１つが第１の発光スペクトルとは異なる、複数の第２の発光スペクトルを用いる照明により有価証券類を検査するために構成される少なくとも１つの第２のタイプのセンサを含む。少なくとも１つの第１のタイプのセンサ及び少なくとも１つの第２のタイプのセンサは、例えば、同じマイクロレンズアレイ及び／または同じ光源支持手段及び／または同じ結像光学系及び／または同じ検出ユニットを有する。少なくとも１つの第１のタイプのセンサ及び少なくとも１つの第２のタイプのセンサは同じセンサプラットフォームから作製できることが好ましく、ここで、このセンサプラットフォームは、光源支持手段、マイクロレンズアレイ、結像光学系及び検出ユニットで形成される。この場合、第１のタイプのセンサ及び第２のタイプのセンサは、それぞれが光源を支持するために構成された複数の光源座がその上にそれぞれ設けられた同じ光源支持手段、及び／またはそれぞれが複数のマイクロレンズを有する同じマイクロレンズアレイを有し、ここで、マイクロレンズアレイと光源支持手段は、光源座のそれぞれが正確に１つのマイクロレンズに対応付けられるように互いに対して配置することができ、さらに同じ結像光学系及び同じ検出ユニットを有する。
【００２４】
一実施形態例において、第１のタイプのセンサ及び第２のタイプのセンサに装着される光源の選択も同じである。しかし、第１のタイプのセンサ及び第２のタイプのセンサは、第２のタイプのセンサの動作時に、第１のタイプのセンサの動作に比較して１つないしいくつかの異なる光源のオン／オフ切換えが行われるように、異なって構成される。第２のタイプのセンサは、第１のタイプのセンサに比較して、有価証券類を検査するために異なる光源サブセットを用いるように構成される。例えば、第２のタイプのセンサは、有価証券類の検査に第１のタイプのセンサが用いない１つないしいくつかの波長の光を用いて、有価証券類を検査する。
【００２５】
別の実施形態類において、第１のタイプのセンサ及び第２のタイプのセンサに装着される光源の数及び選択は異なる。第１のタイプのセンサには、例えば第１の選択の光源が装着され、第２のタイプのセンサには第１の選択とは異なる第２の選択の光源が装着される。詳しくは、第２の選択の１つないしいくつかの光源はそれぞれ、第１の選択の光源の全ての発光スペクトルのスペクトル位置に比較してスペクトル位置が異なる、発光スペクトルを有する。
【００２６】
第１のタイプのセンサ及び第２のタイプのセンサに加えて、センサファミリーは、同じセンサプラットフォームから作製され、同様に有価証券類を検査するために構成された、１つないしいくつかの別のタイプの１つないしいくつかのセンサも有することができる。第２のタイプのセンサと同様に、センサファミリーに属する別のタイプのセンサには、同じ選択の光源を装着することができ、または異なる選択の光源を装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１ａ】図１ａは複数の光源座を有する光源支持手段及び光源支持手段に対応するマイクロレンズアレイを示す。
【図１ｂ】図１ｂは光源がその上に配置されている図１ａの光源支持手段及び対応するマイクロレンズアレイを示す。
【図１ｃ】図１ｃは、図１ｂの、光源支持手段、光源及び対応マイクロレンズアレイから形成された照明ユニットの斜視断面を示す。
【図２ａ】図２ａは、センサプラットフォームから作製され、有価証券類を照明するため図１ｃの照明ユニットを用いている、センサを示す。
【図２ｂ】図２ｂは有価証券類を検査するための異なるセンサをそれから作製できるセンサプラットフォームを示す。
【図３ａ】図３ａは、第１の実施形態例にしたがうセンサファミリーにおいて、第１のタイプのセンサ及び第２のタイプが用いるセンサ光源の同じ選択(Ｓ)を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、第１の実施形態例にしたがうセンサファミリーにおいて、第１のタイプのセンサが用いる同じ選択(Ｓ)のセンサ光源の第１のサブセット(Ａ)を示す。
【図３ｃ】図３ｃは、第１の実施形態例にしたがうセンサファミリーにおいて、第２のタイプのセンサが用いる同じ選択(Ｓ)のセンサ光源の第２のサブセット(Ｂ)を示す。
【図４ａ】図４ａは、第２の実施形態例にしたがうセンサファミリーにおいて、第１の選択(ＳＡ)の光源が装着された第１のタイプのセンサを示す。
【図４ｂ】図４ｂは、第２の実施形態例にしたがうセンサファミリーにおいて、第２の選択(ＳＢ)の光源が装着された第２のタイプのセンサを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
例として添付図面を参照して、以下に本発明を説明する。
【００２９】
図１ａは、それぞれが光源１５を支持するために構成された複数の光源座１１がその上に設けられている、光源支持手段１０を示す。光源支持手段１０は、例えば回路基板として構成され、光源１５の動作に必要な電気配線構造(図示せず)を有し、個々の光源のそれぞれの選択的駆動を可能にする。本例において、光源座１１は、１つの光源１５をそれぞれ装着することができる、光源支持手段の凹所で形成される。さらに、図１ａは、光源支持手段１０に属し、複数のマイクロレンズ２１を有する、マイクロレンズアレイ２０を示す。光源支持手段２０とマイクロレンズアレイ２０は、光源座１１のそれぞれに正確に１つのマイクロレンズ２１が対応付けられるように、相互に配位される。この目的のため、マイクロレンズ２１はマイクロレンズアレイ内で、光源座が光源支持手段１０上に配置されている二次元格子と同じ二次元格子をなして配置される。マイクロレンズアレイ２０は一体構造体として構成され、例えば、ガラス体で、または透明プラスチック体で、形成される。個々のマイクロレンズの直径は、例えばμｍ範囲またはｍｍ範囲にある。
【００３０】
照明ユニット５０を形成するため、光源座１１のいくつかまたは全てに１つの光源１５が与えられる(図１ｂ参照)。光源１５として、例えば、ＬＥＤ及び／またはＯＬＥＤ及び／またはＶＣＳＥＬが用いられる。光源１５は複数の相異なる発光スペクトルを有する。例えば、光源１５のそれぞれは、他のそれぞれの光源１５に比較して異なる発光スペクトルを有する。しかし、あるいは、例えばあるスペクトル領域において低光度光源を用いて十分な照明強度を得るため、いくつかの同等な光源１５を用いることもできる。
【００３１】
マイクロレンズアレイ２０を装着するため、対応する光源支持手段１０の結合孔１２に挿入される、結合ピン２２がマイクロレンズアレイ２０の構造体に設けられる。結合ピン２２の挿入後、マイクロレンズアレイ２０と光源支持手段１０は、例えば形状合わせ連結によるかまたは接合により、互いに固定される。光源１５がその上に配置されている光源支持手段１１及び光源支持手段１１に装着されたマイクロレンズアレイ２０が照明ユニット５０を形成する(図１ｃ参照)。個々の光源１５から放射される光はそれぞれの光源１５の前面に配置されたマイクロレンズによって集光される。光源支持手段１０は光源座１１の光源支持手段１０の結合孔１２の位置に対する許容差が可能な限り小さくなるように設計される。結合ピン２２はマイクロレンズ２０の構造体の一体部分として構成されるからマイクロレンズ２１に対する留めピン２２の位置は極めて精確に定められる。このようにすれば、結合ピン２２を用いてマイクロレンズアレイ２２を装着することによって、光源１５に対するマイクロレンズアレイ２０の最適位置が自動的に得られる。したがって、センサ１００の作製時に、照明ユニット５０の調節は必要ではない。
【００３２】
有価証券類を検査するためのセンサは以降、反射光センサを例に用いて説明される。しかし、本発明のセンサは透過光センサとしても構成することができる。この目的のためには、有価証券類を透過した照明光が検出されるように、検出ユニットは照明ユニットに対向して配置される。
【００３３】
照明ユニット５０は有価証券類を検査するために構成されるセンサ１００に装備される(図２ａ参照)。照明ユニット５０から放射される光は結像レンズ２５によって有価証券類１上に結像される。そのようにする場合、有価証券類１はある領域にわたって一様な光強度で照明される。しかし、照明ユニット５０によって放射される光を有価証券類１上に向けるために、結像レンズ２５の代わりに、異なる光学コンポーネント、例えば、レンズシステム、回折光学コンポーネント、例えばフレネルレンズ、または結像ミラーを、結像光学系として用いることもできる。有価証券類１の光学特性に依存して、照明光の成分が有価証券類１によって反射される。有価証券類１から反射された光は、感光領域３１を有する光検出ユニット３０を用いて検出される。検出ユニット３０は、例えばフォトダイオードまたはフォトトランジスタで形成することができる。必要に応じて、有価証券類１で反射された光を集光して感光領域３１に向ける検出光学系３５を検出ユニット３０の前面に配置することができる。図示される例において、照明光は垂直方向で有価証券類１上に結像され、検出ユニット３０は反射光を斜角方向で捕捉する。あるいは、照明を斜角方向で実施することもでき、検出ユニットは垂直方向で反射光を捕捉するかまたは斜角方向で反射光を補足することができる。
【００３４】
センサ１００は、透明窓１０１がその下側に配置されているハウジング９０を有する。照明ユニット５０により放射される光は、搬送方向Ｔに沿って搬送されてセンサ１００の下を通過する、検査されるべき有価証券類１上に窓１０１を通して結像される。照明ユニット５０，詳しくは光源１５，及び検出ユニット３０は、本例においてはハウジング９０内に配置されている、制御ユニット６０によって駆動される。制御ユニット６０は、例えばどの時点においても正確に１つの光源がオンに切り換えられるように、連続的に反復して光源１５のオン／オフを切換える。光源のオン切換え段階中、検出ユニット３０はそれぞれ、有価証券類１によって反射された光の強度に対応する１つの測定値を捕捉する。有価証券類１は相異なる光源１５の相異なる発光スペクトルによって連続的に照明される。検出ユニット３０はそれぞれ光源１５による照明に同期して１つの測定値を検知するから、それぞれの光源１５にあらかじめ定められたスペクトル領域において、有価証券類１によって反射された光の強度が測定される。
【００３５】
制御ユニット６０は、光源１５のオン／オフが切り換えられる照明シーケンスが周期的に反復するように光源１５を駆動する。例えば、制御ユニット６０は、照明ユニット５０のそれぞれの光源１５のオン／オフがそれぞれの照明シーケンス中に正確に１回切り換えられるように、プログラムすることができる。あるいは、光源１５は、例えば低光度光源１５の低強度を複数測定によって補償するため、照明シーケンス毎に数回駆動することもできる。照明シーケンスは、照明ユニット５０に存在する全ての光源１５の駆動、あるいは存在する光源１５のサブセットだけの駆動を含むことができる。一照明シーケンス後、すなわち、その測定に対して与えられたそれぞれの発光スペクトルによる照明の下で測定値が検知された後、その測定に対して与えられたそれぞれの発光スペクトルによる照明の下で測定値が再び検知される、次の照明シーケンスが開始され、以下同様である。照明シーケンスの継続時間は、一照明シーケンスの相異なる測定値が有価証券類１上の少なくともほぼ同じ検出領域から得られるように、有価証券類１の搬送速度に整合される。したがって、同じ照明シーケンスの始めから終わりまでに有価証券類１がとる経路は検出領域の長さよりかなり短い。一照明シーケンス中に得られる測定値は、例えばそれぞれの検出領域の反射のスペクトル依存性を与えることができる。
【００３６】
センサ１００は、光源支持手段１０，マイクロレンズアレイ２０，結像光学系２５及び検出ユニット３０を備えるセンサプラットフォーム７０から作製される(図２ｂ参照)。必要に応じて、センサプラットフォーム７０は制御ユニット６０及び／またはハウジング９０及び／または検出光学系３５を備える。しかし、本発明のセンサはこれらの要素が無くとも実現することができる。センサプラットフォーム７０から、光源支持手段１０に装着される光源１５の選択に依存して、相異なるセンサが作製される。作製されるセンサによって満たされるべき要件に依存して、例えば第１のタイプのセンサ１００Ａまたは第２のタイプのセンサ１００Ｂを同じセンサプラットフォーム７０から作製することができる。
【００３７】
第１の実施形態例において、第１のタイプのセンサ１００Ａ及び第２のタイプのセンサ１００Ｂには同じ選択Ｓの光源１５が装着される(図３ａ参照)。センサ１００Ａ及び１００Ｂのそれぞれの作製時にセンサプラットフォーム７０に装着される選択Ｓの光源１５は、図示される例において、１４の相異なる光源１５を有する。これらの光源１５の相異なる発光ピークのスペクトル位置は図３ａにおいてλ１からλ１４として指定される。光源１５の発光スペクトルは、例えば紫外スペクトル領域から可視スペクトル領域をわたって近赤外スペクトル領域まで広がる。しかし、第１のタイプのセンサ１００Ａ及び第２のタイプのセンサ１００Ｂには、選択Ｓからの光源１５の相異なるサブセットが用いられる。例えば、第１のタイプのセンサ１００Ａには、波長がλ１〜λ３，λ５，λ７及びλ９〜λ１４の光源からなるサブセットＡが用いられる(図３ｂ参照)。第２のタイプのセンサ１００Ｂには、波長がλ４〜λ１０の光源からなるサブセットＢが用いられる(図３ｃ参照)。センサ１００Ａの制御ユニット６０は、一照明シーケンス中に波長λ１〜λ３，λ５，λ７及びλ９〜λ１４の光源のオン／オフが次々に切り換えられるように構成される。対照的に、第２のタイプのセンサ１００Ｂの制御ユニット６０は、第２のタイプのセンサ１００Ｂの一照明シーケンス中に波長λ４〜λ１０の光源のオン／オフが次々に切り換えられるように構成される。
【００３８】
第２の実施形態例において、第２のタイプのセンサは第１のタイプのセンサ１００Ａに比較して異なる選択の光源を有する。したがってセンサプラットフォーム７０には、第２のタイプのセンサ１００Ｂを作製するため、センサ１００Ａの作製に比較して異なる選択の光源１５が装着される。例えば、第１のタイプのセンサ１００Ａには第１の選択ＳＡの光源１５Ａが装着され、第２のタイプのセンサ１００Ｂには第２の選択ＳＢの光源１５Ｂが装着される(図４ａ及び４ｂ参照)。本例において、第１の選択ＳＡは、それぞれの波長がλ１〜λ１０として指定される、１０の相異なる光源１５Ａからなる。本例において、第２の選択ＳＢは、それぞれの波長がλ１０〜λ２０として指定される、１１の相異なる光源１５Ｂからなる。ここで光源１２Ｂは一部を光源１２Ａと同等とすることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    有価証券類
１０    光源支持手段
１１    光源座
１２    結合孔
１５，１５Ａ，１５Ｂ    光源
２０    マイクロレンズアレイ
２１    マイクロレンズ
２２    結合ピン
２５    結像レンズ
３０    光検出ユニット
３１    感光領域
３５    検出光学系
５０    照明ユニット
６０    制御ユニット
７０    センサプラットフォーム
９０    ハウジング
１００，１００Ａ，１００Ｂ    センサ
１０１    透明窓
【図１ａ】
0005615935.tif 000002
【図１ｂ】
0005615935.tif 000003
【図１ｃ】
0005615935.tif 000004
【図２ａ】
0005615935.tif 000005
【図２ｂ】
0005615935.tif 000006
【図３ａ】
0005615935.tif 000007
【図３ｂ】
0005615935.tif 000008
【図３ｃ】
0005615935.tif 000009
【図４ａ】
0005615935.tif 000010
【図４ｂ】
0005615935.tif 000011